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出典検索?: "粘度" ? ニュース ・ 書籍 ・ スカラー ・ CiNii ・ J-STAGE ・ NDL ・ dlib.jp ・ ジャパンサーチ ・ TWL（2011年7月）

粘度
viscosity
量記号μ, η
次元M L−1 T−1
種類スカラー（等方性なら）
SI単位パスカル秒 (Pa·s)
CGS単位ポアズ (P)
MKS重力単位重量キログラム秒毎平方メートル (kgf·s/m2)
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粘度（ねんど、ドイツ語: Viskositat、フランス語: viscosite、英語: viscosity）は、物質のねばりの度合である。粘性率、粘性係数、または（動粘度と区別するため) 絶対粘度とも呼ぶ。一般には流体が持つ性質とされるが、粘弾性などの性質を持つ固体でも用いられる。

量記号にはμまたはηが用いられる。SI単位はPa·s（パスカル秒）である。CGS単位系ではP（ポアズ、10-1Pa·s）が用いられた。動粘度(後述）の単位として、cm2/s = 10−4m2/s = 1 St（ストークス）も使われる（即ち、1 mm2/s = 1 cSt（センチストークス））。工業的にはセイボルト秒も使われる。
定義

粘性のある物体を面積 S 、間隔をh にした2枚の平板間にはさみ、平板を相対速度 U で平行に動かすと、動いている方向と反対方向に剪断応力(摩擦応力ともいう) τが発生する。物体と板の間に発生する力をF と置くと、F は間隔 h の逆数と相対速度 U に比例し、 τ = F S = μ U h {\displaystyle \tau ={\frac {F}{S}}=\mu {\frac {U}{h}}}

と表現される。この比例係数μが粘度である。

もう少し一般化して記述する。面と垂直方向にy 軸を取り、面と平行方向の流体の速度をU と置くと、剪断応力τは単位時間当りの剪断変形率に比例する。すなわち τ = μ ∂ U ∂ y {\displaystyle \tau =\mu {\frac {\partial U}{\partial y}}}

と表現される。これをニュートンの流体摩擦法則という。

通常、粘度μは外力に対して一定値であり、このような性質及び物質をニュートン流体と呼ぶ。μがせん断変形率に依存する物質を非ニュートン流体と呼ぶ。
動粘度

動粘度
kinematic viscosity
量記号ν
次元L2 T−1
種類スカラー
SI単位平方メートル毎秒 (m2/s)
CGS単位ストークス (St)
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粘度は、毛管粘度計など、細い管のなかを自重で通過する速度（時間）によって比較できるので、絶対粘度を密度で割った動粘度（動粘性係数ともいう）が指標として用いられる。 ν = μ ρ {\displaystyle \nu ={\frac {\mu }{\rho }}}
温度依存性

一般に、液体の粘度は温度が上昇すると低下し、気体の粘度は温度が上昇すると上昇する。潤滑油では、粘度指数 (VI) で、高温・低温の粘度を規定している。固体から液体への転移は粘度の急激な低下という見方もでき、粘度で軟化温度などを定義することもある（例：ガラス）[1][要ページ番号]。

なお、圧力依存性については、気体では小さいとされている[2]。

粘度と温度の関係を表す式がいくつか提案されている。以下、T は絶対温度を表す[3][要ページ番号]。
液体においての粘性式
レイノルズの式 1886年
レイノルズ方程式より導かれる理論式[4]。 μ ( T ) = μ 0 exp ⁡ ( − b T ) {\displaystyle \mu (T)=\mu _{0}\exp(-bT)}

μ0 ：基準温度での粘度

b ：物質に依存する係数

アンドレードの式 1934年
分子動力学においてアレニウスの式より導かれる、ガラス転移しない物質あるいはガラス転移点以下における最も一般的な理論式[5][要ページ番号]。 μ = A exp ⁡ ( E R T ) {\displaystyle \mu =A\exp \left({\frac {E}{RT}}\right)}

A ：物質に依存する係数

E ：流動活性化エネルギー

R ：気体定数

WLFの式 1955年
ガラス転移点を持つ物質の溶解物及び流体においての経験式。ガラス転移点+100℃の範囲に適用できる[6]。ウィリアムズ (Williams)、ランデル (Landel)、フェリー (Ferry) の3人による。 log ⁡ a T = − C 1 ( T − T 0 ) C 2 + ( T − T 0 ) {\displaystyle \log a_{\rm {T}}=-{\frac {C_{1}(T-T_{0})}{C_{2}+(T-T_{0})}}}

緩和時間 τ の温度依存性を表す時間‐温度換算因子 αT

C1,C2は物質によらない定数で、それぞれ8.86，101.6。

TS ：ガラス転移温度Tgと、TS-Tg=50の関係。

TS=Tgの場合、C1,C2はそれぞれ17.55，51.6。

増子 マギルの式 1988年
ガラス転移点を持つ物質の溶解物における、広範囲な温度に適用可能な経験式[7][要ページ番号]。 log ⁡ ( η / η g ) = A [ exp ⁡ { B ( T g − T ) T } − 1 ] {\displaystyle \log(\eta /\eta _{g})=A\left[\exp \left\{{\frac {B(T_{g}-T)}{T}}\right\}-1\right]}

A,B ：物質に依存しない定数で、それぞれ15.29±1.04, 6.47±1.13。

気体においての粘性式
サザーランドの式 1893年
Sutherland (1893) が理想化された分子間ポテンシャルを使用して動力学的理論から導いたものであり、2つの形式が提案されている（パラメータの換算をすれば、これらは等価である）。

μ = C 1 T 3 / 2 T + C 2 {\displaystyle \mu ={\frac {C_{1}T^{3/2}}{T+C_{2}}}}